Question

【题目】苯甲酸广泛应用于制药和化工行业，某同学尝试用甲苯的氧化反应制备苯甲酸． 反应原理：

实验方法：一定量的甲苯和KMnO4溶液在 100℃反应一段时间后停止反应，按如下流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯．

已知：苯甲酸分子量122，熔点 122.4℃，在 25℃和 95℃时溶解度分别为0.3g和6.9g；纯净固体有机物一般都有固定熔点．
（1）操作Ⅰ为 ， 操作Ⅱ为 ．
（2）无色液体A是
（3）测定白色固体B的熔点，发现其在115℃开始熔化，达到130℃时仍有少量不熔． 该同学推测白色固体B是苯甲酸与少量KCl的混合物．
①欲从混合物中提纯苯甲酸，应进行的操作是 ， 具体过程包括：加入适量蒸馏水→→→过滤、洗涤、干燥．
②在①提纯过程中，应用对晶体进行洗涤，洗涤的目的是 ， 如何检验洗涤已经完全： ．
③欲检验经过①提纯后的固体是否纯净，可以采用的实验方法是 ， 如果固体纯净，对应的现象是
（4）将提纯后的苯甲酸进行核磁共振氢谱分析，可以得到种峰，峰面积之比为 ．

Answer 1

【答案】
（1）分液；蒸馏
（2）甲苯
（3）重结晶；加热溶解；冷却结晶；冷水；除去晶体表面附着的KCl（杂质），提高晶体纯度；取最后一次洗涤液，加入硝酸酸化的AgNO3溶液，没有白色沉淀生成，说明洗涤完全；测定固体熔点；白色晶体在122.4℃左右完全熔化
（4）4；2：2：1：1
【解析】解：一定量的甲苯和适量的KMnO4溶液在100℃反应一段时间后停止反应，按如图流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯，苯甲酸能溶于水，甲苯不溶于水，互不相溶的液体采用分液方法分离，根据实验目的知，从而得到有机相和水相，有机相中含有甲苯、水相中含有苯甲酸，有机相中的甲苯采用蒸馏方法得到无色液体A，A是甲苯，将水相盐酸酸化再蒸发浓缩，根据苯甲酸的溶解度知，得到的固体B是苯甲酸．（1）分离互不相溶的液体采用分液方法，根据流程图中，水相和有机相不互溶，可以采用分液方法分离，即操作I为分液，有机相中物质互溶且沸点不同，所以可以采用蒸馏方法分离，即操作II为蒸馏，所以答案是：分液；蒸馏；（2）通过以上分析知，A是甲苯，所以答案是：甲苯；（3）通过测定白色固体B的熔点，发现其在115℃开始熔化，达到130℃时仍有少量不熔，推测白色固体B是苯甲酸与KCl的混合物，氯化钾可以用硝酸酸化的硝酸银溶液检验氯离子的存在；利用苯甲酸的溶解度特征在25℃和95℃时溶解度分别为0.3g和6.9g；利用不同温度下的溶解度，分离混合物，得到晶体后通过测定熔点判断是否为苯甲酸；①欲从混合物中提纯苯甲酸，应进行的操作是将白色固体B加入水中加热，溶解，冷却、过滤，重结晶，具体过程包括：加入适量蒸馏水→加热溶解→冷却结晶→过滤、洗涤、干燥，所以答案是：重结晶；加热溶解；冷却结晶；②在①提纯过程中，应用冷水对晶体进行洗涤，洗涤的目的是 除去晶体表面附着的KCl（杂质），提高晶体纯度，检验洗涤已经完全：取最后一次洗涤液，加入硝酸酸化的AgNO3溶液，没有白色沉淀生成，说明洗涤完全，
所以答案是：冷水； 除去晶体表面附着的KCl（杂质），提高晶体纯度；取最后一次洗涤液，加入硝酸酸化的AgNO3溶液，没有白色沉淀生成，说明洗涤完全；③欲检验经过①提纯后的固体是否纯净，可以采用的实验方法是干燥白色晶体，加热使其融化，测其熔点，如果固体纯净，对应的现象是 白色晶体在122.4℃左右完全熔化，
所以答案是：测定固体熔点；白色晶体在122.4℃左右完全熔化；（4）苯甲酸分子中羧基中含有一个氢原子，苯环上含有邻间对三种氢原子，邻位2个，间位2个，对位1个，将提纯后的苯甲酸进行核磁共振氢谱分析可以得到4种峰，个数之比等于峰面积之比=2：2：1：1
所以答案是：4；2：2：1：1．